基于PLC白灰回轉窯的模糊PID控制系統
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摘要：通過活性白灰回轉窯PLC生產線工藝分析，對系統硬件進行了配置，分析設計了模糊PID控制器，并給出了自適應模糊推理與優化設計方案，經編程在PLC環境下實現，經過運行效果良好。
關鍵詞：PLC，模糊PID，回轉窯，壓力

1、引言

活性白灰作為煉鋼關鍵原料之一，石灰窯的自動化控制的水平和可靠性直接關系到活性白灰的質量及能耗。根據實際的工況，本系統采用PLC控制技術結合模糊PID控制算法，并采用現場總線技術以及工業以太網技術來實現活性白灰回轉窯生產過程的自動化。

2、回轉窯工藝及硬件配置

2.1 工藝流程簡介

活性白灰回轉窯生產工藝流程如圖1所示，主要煅燒生石灰石，豎式預熱利用煙氣預熱，回轉窯采用焦爐煤氣與空氣燃燒比煅燒，最后成品的過程。

圖1 回轉窯工藝流程圖
2.2 PLC 控制系統硬件配置

活性白灰生產主要自動化控制系統采用施耐德公司的Premium 系列PLC 進行控制，其PLC 控制系統設兩個獨立的主機架和一個I/O 擴展機架。一個PLC 主機架控制電氣系統，另一個主機架與I/O 擴展機架控制熱工系統。人機接口采用3 臺上位工業控制計算機。PLC 與2 臺上位工控機之間采用標準工業以太網方式互連。

其中電氣系統PLC，開關量輸入通道數96 個，占用83 個，備用輸入通道13 個；開關量輸出通道數64 個，占用46 個，備用輸出通道18 個。其中，儀表系統PLC，模擬量輸入總端口數80 個，占用端口66 個，備用端口14 個；模擬量輸出4 口，占用輸出端口4 個。

據此對電氣系統PLC 及儀表系統PLC 配置為(Schneider)PLC 的Modicon TSX Quantum 如下：主機CPU 為TSXP57303M(2)、開關量模塊TSXDEY32D2K(3) 、TSXDSY32T2K(2)、模擬量模塊TSXAEY810(7)、TSXAEY414(6)、TSXASY410(1)，另外配置有電源、網絡、擴展等模塊。

3、模糊PID 原理分析及設計

活性白灰回轉爐燃燒系統焦爐煤氣集氣管壓力為對象進行研究，集氣管壓力模糊控制結構如圖2 所示。集氣管壓力P 為被控制量，集氣管上的蝶閥開度為控制量，控制精度為50 士1OPa。該系統為恒值控制系統。